[發明專利]一種移動接入網分布式內容緩存訪問控制方法及系統

有效

• 申請號: 201510679686.6
• 申請日: 2015-10-19
• 公開（公告）號: CN105357281B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 李宏佳;王澤玨
• 申請（專利權）人: 中國科學院信息工程研究所
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

本發明提供一種移動接入網分布式內容緩存訪問控制方法，包括：中心設備接收終端發送的內容請求，內容請求包括待請求內容的標識；查看預設的緩存內容信息表中是否有標識；若沒有，則查看預設的一級緩存內容信息表中是否有標識；如果有，則將一級緩存內容信息表所屬的一級設備確定為目的設備，并將目的設備的IP地址發送終端，以使終端與目的設備交互獲取待請求內容。本發明通過在中心設備中沒有待請求內容時，查看中心設備的一級設備中是否有待請求內容，從而通過中心設備和該中心設備的一級設備的負載實現協作內容共享，提高了接入網側設備的請求命中率，緩解回傳網絡帶寬壓力，提升用戶體驗。本發明還涉及一種移動接入網分布式內容緩存訪問控制系統。

技術領域

本發明涉及一種移動接入網分布式內容緩存訪問控制方法，還涉及一種移動接入網分布式內容緩存訪問控制系統。

背景技術

根據2015年互聯網趨勢報告，至2014年，全球互聯網用戶數達到28億，同比增長8％，其中移動用戶數量占互聯網用戶總數的76％。伴隨著移動數據業務迅猛發展，用戶對低時延和高速率服務的需求更加迫切。高并發的終端請求、實時的影音視頻傳輸以及日益增加的網絡應用，使得網絡訪問量和數據流量快速增長。如何緩解網絡擁塞，改善用戶體驗成為未來移動網絡發展的挑戰之一。

據有關資料，由用戶重復請求產生的流量是移動網絡總流量的重要組成部分。將熱點請求內容緩存到基站側，移動用戶與數據中心或內容分發網絡(CDN)之間的數據傳輸無需經過回程網絡，在離用戶“最近”的邊緣網絡得到處理，可以有效減輕回程網絡的帶寬壓力，緩解網絡擁塞。同時由于縮短了用戶的訪問距離，能夠有效提高用戶訪問的響應速度，提高用戶體驗和服務質量。因此，基站側部署緩存是解決大數據流量與有限帶寬資源之間矛盾以及大訪問量與網絡節點有限處理能力之間矛盾的有效方法。

每個基站側配置分布式緩存，簡稱“基站緩存”。采用分布式緩存方式不僅可以有效減少數據中心或CDN相同請求的處理時間，同時能有效分散負載，并具有良好的可靠性和擴展性。目前，已有一些文獻對基站緩存放置問題進行研究。其中有些文獻指出緩存放置問題是一個NP完全問題，并針對單基站下的緩存放置問題，提出了基于網絡編碼的緩存放置方法。也有文獻假設內容熱度分布未知，針對單基站下的緩存放置問題，以最大化請求命中率為目標，提出了基于用戶歷史請求的緩存放置策略。但是沒有綜合考慮當前基站(接收到終端請求的基站)和其協作基站的內容請求，因此導致終端請求命中率較低。

當基站緩存空間已滿或緩存量超過緩存總容量一定比例時，有效的緩存替換方法對進一步提高網絡性能至關重要。現有緩存替換方法主要分為三類：基于內容請求頻率的緩存替換算法和隨機替換算法。然而，上述緩存替換算法均針對單個緩存節點，并不適合蜂窩網絡中存在大量可緩存基站的情況。針對蜂窩網絡基站緩存替換策略的研究十分有限。有文獻以最小化傳輸代價為目標，提出了基于Q學習的分布式基站緩存替換方法。但是，Q學習需要設置合適的啟發函數，收斂速度較慢。

發明內容

本發明提供一種可提高接入網側設備的請求命中率的移動接入網分布式內容緩存訪問控制方法。

第一方面，本發明提供一種移動接入網分布式內容緩存訪問控制方法，包括：

中心設備接收終端發送的內容請求，所述內容請求包括待請求內容的標識；

查看預設的緩存內容信息表中是否有所述標識；

若沒有，則查看預設的一級緩存內容信息表中是否有所述標識；

如果有，則將一級緩存內容信息表所屬的一級設備確定為目的設備，并將目的設備的IP地址發送所述終端，以使所述終端與所述目的設備交互獲取所述待請求內容；

其中，所述緩存內容信息表包括：所述中心設備中的緩存有已緩存內容URL的哈希值；一級緩存內容信息表包括：所述中心設備的一級設備中的緩存有已緩存內容URL的哈希值。